Complexos d'adhesió cel·lular

Totes les forces extracel·lulars es transmeten a través de la matriu extracel.lular (MEC), que consta de proteïnes específiques, com el col·lagen, laminina i fibronectina.

Els complexos d'adhesió a la superfície de la cèl lula vinculen físicament a la MEC al citoesquelet. Per exemple, les adherències de coordinació, formades per les integrines, i altres proteïnes, connecten la MEC als filaments d'actina que formen el citoesquelet. Les forces Intracel.lular es transmeten a continuació a través de la xarxa del citoesquelet (és a dir, els filaments d'actina, microtúbuls i filaments intermedis). El citoesquelet s'ancora també al nucli, a través de les "nesprins" i possiblement a través d'altres proteïnes de la membrana nuclear externa. El gegant de les isoformes de nesprin 1 i nesprin 2 s'uneixen als filaments d'actina, mentre que nesprin 3 pot associar amb els filaments intermedis a través de les plectin. Les nesprins interactuen a través de l'espai luminal amb proteïnes de la membrana interna nuclear (per exemple, Sun1 i sun2) que es mantenen açí per la interacció amb altres proteïnes de l'embolcall nuclear, com la làmina nuclear i l'emerina. Làmines nuclears i SUN s'uneixen a les proteïnes i també als complexos dels porus nuclears, que podrien contribuir a l'acoblament del citoesquelet nuclear. Finalment, la làmina nucleolar genera una estructura estable a la que es pot unir l'ADN, completant així la transmissió de força entre el MEC i l'interior nuclear.

Les mutacions en qualsevol d'aquests components, així com els canvis en l'estructura cel·lular i la organització o els canvis en l'entorn cel·lular poden alterar el seu funcionament.

Proteïnes Integrals de Membrana. PIM

Les proteïnes integrals de membrana (PIM) tenen diferents maneres d'ancorar-se a la membrana plasmàtica


* Ho poden fer a través d'un o diversos segments helicoïdals hidrofòbics amb diferent orientació topològica [amino N- Carboxilo terminal] (a,b,c).


* Existeixen també PIM que s'ancoren per mitjà de làmines (porines, proteïnes amb estructura en forma de barril construït de 8 a 22 làmines que formen un porus, presents en la membrana exterior dels bacteris Gram negatives i en la membrana exterior de les mitocòndries).

 

* Per altra banda, existeixen proteïnes que es troben ancorades exclusivament a una de les fulles de la bicapa (monocapa) per un llarga cadena lipídica hidrofòbica de diferent composició d'àcid gras (i.g. àcid mirístic, àcid palmític) o de grups prenil (d) .


*Altres proteïnes s'ancoren exclusivament a la monocapa exterior de la membrana plasmàtica través d'un ancoratge de glicosilfosfatidilinositol (un glicolípid abreviadament GPI), cridades per això proteïnes GPI (i) .

El sistema complement

Format per un conjunt d’unes 50 proteïnes dissoltes en el plasma sanguini, constitueix la defensa contra bacteris i cèl·lules estranyes. Si no hi ha infecció estan inactives, i per activar-se deuen:

 •Entrar en contacte en substàncies de la superfície dels bacteris.

 • Entrar en contacte amb el complexos antigen anticòs, sobre la superfície de bacteris i cèl·lules estranyes.



¿Quina és la funció del complement activat? 
•Activar la resposta inflamatòria i atraure el fagòcits al lloc d’infecció.

•Estimular als fagòcits, facilitant l’adherència dels microorganismes a la superfície del fagòcit. Opsonització.

• Provocar la lisi o trencament del bacteri, al generar porus de membrana en la cèl·lula estranya.

Complex Major d’Histocompatibilitat

• Què és?
  Grup de gens en el cromosoma 6, que codifiquen els antígens leucocitaris humans, és a dir, el conjunt de glicoproteïnes de membrana altament polimórfiques, que es troben implicades en el reconeixement de l'antigen, més concretament en la presentació de l'antigen. Aquestes glicoproteïnes tenen un paper molt important en la discriminació entre allò que és propi i allò que és estrany i que cal combatre.

• On podem trobar-lo?
Present en totes les cèl·lules d’un organisme, encara que cada tipus cel·lular te les seues pròpies (senyals d’identitat)

 • On es sintetitzen?
Se sintetitzen al RER on s’uneixen a l’antigen proteic, per presentar-lo al limfòcit Th (helper) que així reconeixerà als antígens estranys.

 • Quins tipus poden trobar?

 1. Proteïnes CMH de classe IEn quasi totes les cèl·lules amb nucli, presenten fragments que s’han format a l’interior de la cèl·lula. Cèl·lules tumorals i infectades de virus les presenten i les mostren als Tc

2. Proteïnes CMH classe IISols en cèl·lules presentadores d’antígens. Fagociten antígens estranys i els presenten associats a les proteïnes del CMH

Vocabulari de genètica de la H fins a laT

H

 haplo– .: prefix que significa simple.

 haploide.: Cèl·lula o organisme que presenta una dotació cromosòmica senzilla (n), com els gàmeta.

 hemofilia.. Anomalia genètica que impedeix la coagulació de la sang.

 herència.: Conjunt de caràcters que es transmeten de pares a fills.

 herència autosòmica.: Aquella que es transmet pels cromosomes no sexuals.

 herència exclusiva d’un sexe.: Aquella en la que els caràcters implicats sols es manifesten en un dels dos sexes.

 herència intermèdia.: Herència en la que un caràcter dels descendents híbrids es manifesta amb un fenotip intermedi entre ambdós progenitors.

 herència lligada al sexe.: La codificada per aquells caràcters que tenen el locus en els heterocromosomes o cromosomes sexuals.

 herència limitada al sexe.: Herència exclusiva d’un sexe.

 hetero– .: Prefix que significa diferent desigual.

 heterocromosoma.: Cromosomes homòlegs diferents, com els sexuals X i Y.

 heterogamia.: Producció de dos gàmetes diferents en un mateix individu, com els mascles dels mamífers, que produeixen uns espermatozoides amb el cromosoma X i altres amb el Y.

 heterozigòtic.: Individu que, per a una gen determinat, presenta dos al·lels diferents en els seus respectius cromosomes homòlegs. Notació Aa.

 híbrid.: Individu que resulta del creuament entre dos individus que difereixen en un o més gens. Organisme heterozigòtic per a un caràcter.

 homo-.: Prefix que significa el mateix.

 homozigòtic.: Individu que, per a un gen determinat, presenta els dos al·lels idèntics en els seus cromosomes homòlegs. Notació AA, aa.

 homozigótic dominant.: Porta els dos al·lels dominants per a un caràcter. Notació AA

 homozigòtic recessiu.: Duu els al·lels recessius per al caràcter. Notació aa.



I

interfase.: Període d’activitat cel·lular comprés entre dos mitosi.


L

locus.: Posició que ocupa un gen en un cromosoma.


M

mascle.: Individu unisexuat productor de gàmetes masculins. En els mamífers són genèticament heterozigòtics XY.

 meiosi.: Divisió cel·lular en la que es produeix una reducció del nombre de cromosomes, és a dir, es tracta d’una divisió que generalment dona lloc a 4 cèl·lules haploides ( n cromosomes) a partir d’una cèl·lula diploide ( 2n cromosomes).

 mitosi.. Tipus de divisió cel·lular conservativa, en la que a partir d’una cèl·lula es formen dos cèl·lules filles amb la mateixa dotació cromosòmica que la del progenitor.

 mixis.: Fusió sexual de dos nuclis.

 monohíbrid.: Individu heterozigòtic per a un sol caràcter.

 monosoma.: Cromosoma aïllat al que li falta l’homòleg.

 monosòmic.: Organisme diploide al que li falta un cromosoma.

 mutació.: Alteració del material hereditari , ADN, de forma espontània, o per un agent físic, químic o fins i tot biològic.

 

O
 oncogen.: Gen responsable del desenvolupament d’un procés cancerigen.

 ovogènesi.: Conjunt de transformacions que experimenta una ovogònia diploide fins transformar-se per meiosi, en un o més òvuls haploides funcionals.



R
 recombinació.: Fenomen en el que es produeix un intercanvi de fragments de cromatina entre cromosomes homòlegs, durant la meiosi.

 retroencreuament.: entrecreuament.



T
 transferència gènica.: Manipulació d’un organisme en el qual s’introdueix un gen d’un altre organisme diferent.

Vocabulari de genètica D, E, F, G

D




dihíbrid.: Organisme heterozigòtic per a dos caràcters. També se'ls anomena heterozigòtic. Notació AaBb.

dimixis.: fenomen que consisteix en la fusió de dos tipus de nuclis.

dimorfisme sexual.: Conjunt de diferències morfològiques i fisiològiques que caracteritzen i diferencien als dos sexes d’una mateixa espècie.

diplo-.: Prefix que significa doble.

diploide.: Cèl•lula que presenta dos jocs de cromosomes homòlegs, és a dir, 2n cromosomes.

dominància.: Fenomen pel qual un al•lel d’un organisme heterozigòtic domina respecte de l’altre al•lel del mateix gen.

donant universal.: Persona del grup sanguini 0 que pot donar sang a qualsevol altre individu sense que es donen problemes de compatibilitat. Notació ii.



E

encreuament.: Unió sexual de dos individus de genotip diferent de forma espontània o dirigida.

encreuament consanguini..: Encreuament entre individus amb progenitors comuns.

entrecreuament.: Intercanvi de fragments de cromàtides homòlogues que es produeix al llarg de la divisió meiòtica de la cèl•lula.

equipotent.: Capacitat que presenten alguns caràcters per manifestar-se tots dos.

enginyeria genètica.: És una branca de la biotecnologia que consisteix en la manipulació de l’ADN de diferents éssers vius per aconseguir diferents productes o individus fenotípicament millors.

espermatogènesi.: Procés de formació, maduració y desenvolupament dels gàmeta ,masculins.

espermatozoide.: Cèl•lula germinal masculina, gàmeta masculí.

estèril.: Organisme que és incapaç de reproduir-se perquè no té gàmetes o són in funcionals.

esterilitat.: Incapacitat d’un organisme per reproduir-se. També anomenat en genètica, disgenesia, disgènesi, apogenia.

expressivitat.: Grau de manifestació d’un caràcter variable.





F

factor Rh.: Substància antigènica present en la membrana dels glòbuls vermells del 85% de l’espècie humana, a la que li s’anomena Rh+. El 15% restant no la té i se’ls anomena Rh-. Les inicials Rh tenen el seu origen, en que es va descobrir a un mono del gènere Rhesus.

fecundació.: Unió de dos gàmeta, un masculí i un femení, per formar una cèl•lula zigot o ou.

fecundació creuada.: Tipus de fecundació en la que es produeix la unió de gàmetes procedents d’individus diferents.

fenogenesi.: Formació del fenotip (aspecte extern) a partir del fenotip (informació genètica).

fenogenètica.. Disciplina que estudia com es forma el fenotip a partir del genotip.

fenoma.: Conjunt de caràcters fenotípics d’un individu.

fenotip.: Conjunt de caràcters observables d’un organisme que estan determinats pels factors ambientals i pel seu genotip.



G



gàmeta.: Cèl•lula reproductora funcional prevista d’una dotació cromosòmica haploide.

gametogènesi.: Formació de gàmetes mitjançant la transformació per meiosi d’una cèl•lula diploide en una o més cèl•lules haploides o gàmeta.

gen.: unitat funcional del material genètic que correspon a un fragment d’ADN, que porta informació sobre un determinat caràcter.

generació.: grup d’individus d’una edat més o menys pareguda.

gens lligats.: Aquells que es troben en el mateix cromosoma i s’hereten junts.

genètica.: branca de la biologia que estudia l’herència i les lleis per les que es regeixen els éssers vius.

genoma.: Dotació cromosòmica dels gàmeta d’una determinada espècie (n cromosomes). En cèl•lules i organismes diploides (2n), el genoma correspon al número bàsic de cromosomes diferents (n).

genoma humà.: Seqüència completa de l’ADN, és a dir, llista dels 3.000 milions de nucleòtids que es troben dins de cadascuna de les nostres cèl•lules.

genotip.: Patrimoni genètic, format pel conjunt d’al•lels propis d’un individu.

Vocabulari de genètica A, B, C

A

a-, an- .:Prefix que significa negació o privació.

ADN.: Àcid desoxiribonucleic, biomolècula orgànica portadora de la informació genètica.

al·lel.: Cadascuna de les formes alternatives d’un gen que ocupen el mateix lloc o locus en els cromosomes homòlegs.

al·lels codominants.: Quan és manifesten tots dos a la vegada. A, roig; a, blanc; Aa, rosa. Notació A=a.

al·lel dominant.: Quan es manifesta aquest front a un altre que s’anomena recessiu. A, roig. Notació A > a.

al·lel hipostàtic.: Aquell que es mostra recessiu degut a la presència d’un altre gen diferent al primer.

al·lels múltiples.: Caràcter o gen que presenta més de dos al·lels possibles per a cadascun dels locus o caràcters. Cas del grup sanguini a l’espècie humana. Notació (IA = IB ) > i.

al·lel recessiu.: Aquell que no es manifesta front un altre dominant. Es grafia en minúscula.

alo– .: Prefix que significa divers, diferent, altre. , alo

alogen.: Al·lel recessiu.

alomixis.: Fecundació creuada, s’oposa a l’autofecundació.

alopoliploidia.: Increment de la dotació cromosòmica d’un organisme resultat de l' hibridació entre espècies diferents.

alosoma.: Heterocromosoma, és a dir, cromosoma atípic, com els cromosomes sexuals XY.

amitosi.: Reproducció cel·lular pròpia de cèl·lules primitives en la que no intervenen alguns dels mecanismes de la mitosi. Anomenada també divisió directa.

amixis.: Impossibilitat de tipus fisiològic, geogràfic o etològic en el creuament entre membres d’una mateixa espècie. Oposat a panmixis.

anebo.: individu immatur sexualment, no pot reproduir-se

atípic.: anomenem així, al caràcter o condició que s’aparta d'allò que és normal.

auto– .: Prefix que significa propi, d’un mateix.

autoesterilitat.: impossibilitat de que un individu hermafrodita s’autofecunde.

autofecundació.: Unió viable entre un gàmeta masculí i un altre femení procedents del mateix individu hermafrodita.

autosomes.: qualsevol cromosoma emparellat no responsable de la determinació del sexe. A l'espècie humana hi ha 22 parelles d’autosomes i una parella de cromosomes sexuals.

B

bi– .: Prefix que significa dos o doble.

bipartició.: Forma de reproducció, asexual, en la que una cèl·lula es divideix en dos de forma longitudinal o transversal.

C

caràcter.: Tret o trets individuals adquirits sota la influència del material genètic i les pressions ambientals.

caràcter adquirit.: caràcter nou que s’incorpora al genotip d’un individu, i que, en cas de reproduir-se, podrà transmetre’ls als seus descendents.

caràcter autosòmic.: caràcter que ve determinat per un gen ubicat en l’autosoma.

caràcter condicionat pel sexe.: aquell que es manifesta de forma diferent en el sexe masculí que en el femení, encara que tots dos tenen el mateix genotip.

caràcter holàndric.: Aquell que es troba únicament al cromosoma X.

caràcter lligat al sexe.: Caràcter determinat per un gen que es troba situat en els cromosomes sexuals, X o Y.

cariograma.: Representació gràfica del conjunt de cromosomes que caracteritzen a una espècie.

cariotip.: Conjunt de cromosomes d’una espècie agrupats per parelles d'homòlegs i disposats segons un ordre preestablert.

cèl·lula sexual.: Gàmeta.

cèl·lula somàtica.: Cèl·lula no reproductora.

cicle-.: prefix que significa cicle o cercle.

cicle.: Sèrie recurrent de fenòmens.

cicle biològic.: Conjunt de canvis que experimenta un individu al llar de la seua vida.

cicle cel·lular.: Sèrie de fases per les que passa una cèl·lula entre dos mitosi successives.

centròmer.: Zona de la constricció primària d’un cromosoma per on aquest s’uneix a les fibres del fus al llarg de la divisió cel·lular.

clon.: Conjunt de cèl·lules o individus que s’originen a partir d’un altre per via asexual o agàmica. Tots els individus d’un mateix clon són idèntics a ell i entre ells.

clonació.: Acció dirigida a produir organismes clònics, es a dir, una tècnica emprada en enganyaria genètica per obtenir còpies d’organismes iguals genèticament.

clònic.: Individu que posseeix idèntica dotació genètica que l’altre.

codominància.. Tipus d’herència que es manifesta en alguns organismes heterozigòtics en els que els dos al·lels d’un caràcter determinat es tradueixen en un fenotip que mostra els dos caràcters simultàniament o com un estat intermedi.

creuament prova.: encreuament que s’empra en els casos d’herència dominant per a esbrinar si un individu és híbrid o de raça pura.

cromàtide.: Cadascun dels filaments de natura cromatínica que constitueixen els cromosomes visibles durant la metafase de la divisió cel·lular.

cromatina.: Estructura formada per l’ADN associat a proteïnes (histones).

cromosoma.: orgànul de les cèl·lules eucariotes que conté el material responsable de l'herència de l’individu.

cromosoma acèntric.: Cromosoma que no té centròmer.

cromosoma acrocèntric.: Cromosoma que té el centròmer prop d’un dels extrems, de forma que la longitud dels seus braços es molt desigual.

cromosoma homòleg.: Cadascun dels cromosomes morfològicament iguals, que codifiquen els mateixos caràcters, encara que poden dur diferents al·lels.

cromosoma metacèntric.: Cromosoma que té el centròmers en posició central, i com a conseqüència té els dos braços iguals.

crossing-over.: veu anglesa que equival a encreuament.

Fotosíntesi

La fotosíntesi és un procés biològic que recicla electrons i opera d’una manera avantatjosa per varies raons:
1º.- L’aigua és una font constant d’electrons.
2º.- La llum solar és una font d’energia inesgotable.
3º.- En aquest procés s’allibera oxigen.
Hem de pensar en la fotosíntesi com el procés que conjuntament amb l’aparició de la vida, ha esdevingut com el fet biològic més important de la història del nostre planeta.
Sense cap dubte quan a un alumne/a de batxillerat se li pregunta per aquest procés, la contestació és clara i immediata, producció de carbohidrats, generalment midó o sucres, a partir de CO2 i H2O, segons l’equació global:

6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6 O2 ∆G0’ = kJ mol-1

Així, cal dir que la síntesi de glucosa a partir de CO2 i H2O requereix, des del punt de vista energètic, de dos elements bàsics:
a) En primer lloc deu d’haver un agent reductor que tinga un potencial redox suficientment baix (molt negatiu o d’alta energia). En aquest cas és el NADPH l’agent reductor implicat en aquest procés.
b) En segon lloc, és necessària certa quantitat d’ATP per dirigir la síntesi de glucosa.
Recordem a més, que l’energia lluminosa es troba directament implicada en la transferència d’electrons des de l’aigua al NADP+, a l’igual que en la generació d’ATP, i que el resultat final d’aquest procés és meravellós, ja que proporciona els dos requeriments necessaris per a la síntesi de carbohidrats a partir de CO2 i H2O: un agent reductor i ATP.

Catabolisme dels aminoàcids

Els aas són els components de les proteïnes i aquesta és la seua funció essencial, però també poden ser degradats i oxidats per produir energia.

Però ¿per què poden ser destinats a una funció considerada com a secundària per a aquestes biomolècules?
Diferents situacions poden justificar la seua degradació:

a) La necessitat d’efectuar el recanvi normal de les proteïnes.
b) Com que les cèl·lules animals no poden emmagatzemar aas lliures, si la dieta és hiperproteica , part d’aquests deuen ser degradats.
c) Situacions de dejú o altres en les que les cèl·lules no disposen d’altres biomolècules energètiques.

Prèviament a l’oxidació, els aas deuen desprendre's dels grups amino i ho fan mitjançant dos processos diferents:

1.- Transaminació: reacció catalitzada per les transaminases (aminotransferases), en la que els aas cedeixen el seu grup amino a un cetoàcid, generalment al α-cetoglutàric, que es transforma en. àcid glutàmic, que pot cedir-los per a la síntesi de nous aas, o combinar-se el grup NH4+, per formar glutamina, i així transportar el grup per la sang.


2.- Desaminació oxidativa: Té lloc al citosol i a la matriu mitocondrial, i dona lloc a la lliberació del grup amino de l’àcid glutàmic en forma de NH4+ i la formació de l’àcid α-cetoglutàric. Així s’elimina el grup –NH2 format a la transaminació.

Els esquelets carbonats es degraden seguint rutes diferents, així les rutes de degradació dels 20 aas proteics convergeixen per formar cinc productes diferents que poden ser oxidats en el cicle de Krebs, o be desviar-se cap a altres rutes, com la síntesi de glucosa. Alguns d’ells donen lloc a acetil-CoA que pot ser degradat o emprar-se per sintetitzar àcids grassos.

Solució al problema dels residusL'amoníac format en el catabolisme dels aas te una alta toxicitat i deu ser eliminat, i la forma de fer-ho que tenen els organismes és un clar exemple de l’adaptació al medi:

* Animals amoniotèlics, animals aquàtics que eliminen directament els ions amoni a l’aigua on es dilueix, peixos i amfibis.

* Animals ureotélics, excreten urea, substància de menor toxicitat que l'amoníac. La urea es sintetitza en els hepatòcits, en una sèrie de reaccions que tenen lloc en el citosol i el mitocondri i que constitueixen el cicle de la urea. Vertebrats terrestres i molts aquàtics.

* Animals uricotèlics, excreció en forma d’àcid úric, molècula de baixa toxicitat que pot ser emmagatzemada cert temps. Poc soluble, tendeix a cristal·litzar i formar suspensions sòlides evitant així el consum excessiu d’aigua, rèptils i aus. Aquests animals són ovípars i el seu embrió no pot eliminar els productes d'excreció, es per aixó que s'acumulen en l'ou.

Per vore un resum del metabolisme, fes un click damunt d'aquest enllaç

Resum metabolisme

Com s’allibera el greix en els adipòcits?

De tots nosaltres és sabut, com hem treballat a classe, que les lipases alliberen els àcids grassos lliures dels acil glicèrids emmagatzemats. Tanmateix, cal destacar una diferència, la lipasa que hi podem trobar dintre dels adipòcits, no és la mateixa (lipoproteïna) que es troba als capil•lars. Es tracta d’una lipasa que respon a l’acció de certes hormones.

Així és activada per una senyal del glucagó i és inhibida per una senyal de la insulina a les mateixes cèl•lules.
Observem un exemple, desprès d’un bon àpat, els nivells d’insulina en sang són elevats mentre que els de glucagó són baixos; en aquesta situació, és clar, els adipòcits deuen captar glucosa del plasma sanguini i àcids grassos lliures dels quilomicrons i convertir-los en acil glicèrids, a la vegada que inhibeixen l’alliberació d’àcids grassos lliures.
Quan estem en dejú, ocorre tot el contrari, els adipòcits subministren àcids grassos lliures per acció de les lipases, que arriben a través de la sang a tots els teixits i per mitja de les rutes catabòliques que hem explicat aquesta setmana , s’obté l’energia necessària per a les funcions vitals.
Un exemple d’evolució metabòlica és l’acció de l’epinefrina (adrenalina), qualsevol alarma en el nostre organisme fa que s’allibere aquesta, i com que les lipases dels adipòcits són sensibles a ella, aquests per hidròlisi enzimàtica subministren àcids grassos lliures a les cèl•lules musculars. Aquets àcids grassos són la font energètica en cas de requerir l’organisme un gran esforç muscular en un moment d’alarma orgànica.

Protooncogèn

Són gens normals que poden transformar-se en oncogèns, gens que, quan han mutat o s’expressen en nivells alts, ajuden a convertir una cèl•lula normal en una cèl•lula tumoral. Realment és un gen que codifica una proteïna que està implicada en els processos de regulació del cicle cel•lular, i per norma general en aquells que afecten a la replicació de la cèl•lula. Sembla que per a que un protooncogèn es transforme necessita generalment, que es produeisca un excés de senyalització . Ara bé, aquest canvi pot ser degut a la mutació d’una única base o a que el gen es trobe baix el control d’un promotor extremadament actiu.
Així doncs, l'activació d'un protooncogén i la seua transformació a un oncogèn es produeix per mutacions ocasionades per causes físiques com les radiacions ionitzants, causes químiques com els carcinògens, causes biològiques com els virus oncogènics o causes hereditàries, per mutacions transmeses al llarg de generacions o per fallada en algun dels mecanismes de reparació de l'ADN
Per exemple, en el cas del limfoma de Burkitt, es produeixen reordenacions cromosòmiques que situen al protooncogèn baix el control del promotor d’un gen d’immunoglobulina; de vegades el que també ocorre, es que un promotor retrovíric molt actiu s’insereix en un punt d’un cromosoma de forma que passa a controlar l’expressió del protongogèn.

Mort Cel·lular Programada

Es tracta d’un mecanisme habitual de mort cel•lular que té un paper fonamental en el desenvolupament embrionari, i en el manteniment dels teixits adults. Aquesta mort cel•lular programada (MCP) en teixits adults és la responsable de que es mantinga l’equilibri amb la proliferació cel•lular, a més de mantenir constant el número de cèl•lules en aquells teixits sotmesos a un constant recanvi cel•lular (cèl•lules sanguínies) .
Freqüentment les cèl•lules infectades per virus sofreixen MCP, evitant així que es formen noves partícules víriques que propaguen el virus a la resta de l’organisme hoste. Algunes cèl•lules que presenten alteracions en el seu ADN que poden ser potencialment dolentes són eliminades també per MCP.
En alguns éssers vius la MCP te especial importància al llarg del seu desenvolupament, eliminant teixits larvaris al llarg de la metamorfosi. Així doncs, com hem dit la MCP està directament relacionada amb el manteniment d'un nombre constant de cèl•lules en la població. Tant es així, que aquest mecanisme és un mètode per mantenir l' homeòstasi de l'organisme (a més sol presentar un avantatges a nivell evolutiu).
La MCP sol estar condicionada tant per paràmetres intracel•lulars (genotip, llinatge cel•lular, estat metabòlic, danys estructurals, moment del desenvolupament) com d'extracel•lulars (hormones, interaccions cèl•lula – cèl•lula o cèl•lula-substrat). La resposta a aquest tipus de factors pot ser la desdiferenciació, proliferació, quiescència o apoptosi.

Hi ha una diferència substancial morfològica entre els processos necròtics i els de MCP:

1º.- Necrosi. Procés que consisteix en l'alteració de les funcions de la membrana plasmàtica sobre tot en allò que es referix a la permeabilitat selectiva. L'aigua i els ions van a favor d'un gradient amb el que produeix un augment de volum del citoplasma i orgànuls i un posterior esclafit. Hi ha doncs un trencament de tipus físic, el que permet que els enzims lisosomals alliberats indiscriminadament acaben per degradar tot allò que troben. Els residus resultants de la necrosi solen ser perjudicials per a les cèl•lules veïnes i provoquen la mort d’aquestes, el que genera una resposta inflamatòria.
2º.- Apoptosi. Consisteix en una sèrie de canvis morfològics pels que passa una cèl•lula en determinats estadis de mort. Un exemple de MCP és el que es produeix en una intoxicació per barbitúrics, el que desencadena el següent:

- Reducció del volum cel•lular.

• Activació de endonucleases, que comencen a fragmentar cadenes d'ADN a l'interior del nucli.

• Aparició de fragments de 180 pb a conseqüència de la fragmentació.

Aquestes etapes que podem observar a nivell morfològic sols ens mostren que hi ha una disminució del volum citoplasmàtic i un empaquetament del que puga quedar de la cromatina.

Finalitzades aquestes etapes, entrem en un nou procés que es caracteritza per:

- Formació de vesícules apoptòsiques, hi ha un important control durant la fragmentació cel•lular.
- Modificació posterior del antígens d'histocompatibilitat a la membrana d'aquestes vesícules.

• Resposta immunitària específica sobre aquest residus, provocant l'eliminació d'aquestes deixalles sense afectar les cèl•lules veïnes.

En resum, l'apoptosi es caracteritza per: activació de caspasas, reducció del volum cel•lular, fragmentació nuclear (cariorrexis), exposició del lípid fosfatidilserina en la cara externa de la membrana plasmàtica, i formació de cossos apoptótics.
L'execució en si depèn bé de factors externs a la cèl•lula (generalment variacions de concentració de factors de creixement, estímuls per a la permanència en el teixit o bé estímuls apoptótics directes des dels limfòcits) activant el lligant de FAS en la membrana cel•lular, o bé de factors interns en els quals la cèl•lula expressa metabòlicament el seu programa de mort cel•lular com a conseqüència d'un dany cel•lular.

Via cotraduccional

Com hem pogut vore a classe aquesta setmana, algunes de les proteïnes que s’estan sintetitzant en els ribosomes lliures, són conduïdes al RE per ser translocades al seu lumen. Aquest mecanisme te lloc gràcies al pèptid senyal (PS), constituït per aproximadament 20 aas, col•locats en l’extrem amino terminal de la proteïna que s’està sintetitzant.
Una vegada sintetitzat el PS, és reconegut i se li uneix una partícula de reconeixement de la senyal (PRS), constituïda per ARN citoplasmàtic menut (ARNsrp) i sis polipèptids. Aquesta PRS s’uneix al ribosoma i al PS, i en aquest mateix moment inhibeix la traducció i s’encarrega de dur al complex format pel PRS, PS i el ribosoma al RE, on s’unirà a un receptor de membrana específic.

Aquesta unió del complex al receptor de membrana del RE, provoca l’alliberament del PRS del complex, i per tant, es desinhibeix la traducció de la proteïna. Es en aquest precís moment, quan el ribosoma s’uneix l’estructura proteica de translocació de la membrana del RE, i és així com el PS és introduit en el canal de membrana o translocò, i la cadena polipeptídica en creixement és translocada a través d’aquest canal.
A mesura que continua la translocació, una peptidil transferasa escindeix el PS i el polipèptid és alliberat al lumen de RE.

GTP-tubulina i col·lapse dels microtúbuls

Com hem vist a classe, els microtúbuls creixent i es col•lapsen ràpidament pels extrems (+), a no ser que aquests estiguen protegits, com ho estan els extrems (-), feina que recau en aquet cas sobre el centre organitzador dels microtúbuls MTOC (microtube organitzing centre).
Però, com i qui protegeix els extrems (+)? Es creu que quan un microtúbul arriba a una estructura diana adient, les proteïnes d’aquest diana recobreixen i protegeixen el microtúbul. És a dir, els microtúbuls poden créixer des del MTOC en direccions completament a l’atzar, i aquells que entren en contacte amb el component cel•lular adient, seran recoberts i per tant s’estabilitzaran, mentre que la resta es col•lapsaran. Ara bé, que és o qui, el que protegeix al microtúbul del col•lapse mentre creix, abans de contactar en la proteïna diana.
Cal dir que encara que hi ha diferents hipòtesi explicatives d’aquest últim fenomen, la més acceptada postula que les subunitats de tubulina porten associat GTP; i és aquesta subunitat de GTP-tubulina qui s’encarrega de protegir l’extrem (+). Intentem explicar com funciona aquesta protecció; el GTP s’hidrolitza a GDP més Pi quan una subunitat nova s’addiciona al microtúbul en creixement, si bé és cert que tot açò no esdevé de sobte, si no després d’un breu període de temps. Sols així, les subunitats que s’afegeixen, que estan en la forma GTP, podran protegir temporalment el microtúbul en creixement, evitant el col•lapse per l’extrem (+).
Segons postula aquest model, l’hidrolitzi del GTP de la subunitat situada a l’extrem del microtúbul, per no addició de la corresponent subunitat de GTP-tubilina, provoca que es col•lapse el microtúbul.

Al·lèrgia

Una al·lèrgia és un procés mitjançant el qual un individu reconeix com estranya una substància anomenada al·lergen (innòcua per a la majoria de la població) que, en canvi, indueix a aquest una resposta del seu sistema immunològic, donant lloc a una sèrie de manifestacions clíniques característiques de les reaccions i malalties al·lèrgiques.

En les reaccions al·lèrgiques, un determinat tipus de cèl·lules del sistema immunitari (els limfòcits) juguen un paper fonamental, dividint-se en dos grans poblacions relacionades entre si:

1º.- Limfòcits B (LB): Implicats en la reacció anomenada humoral en produir immunoglobulines o anticossos front d'un agent agressor.

2º.- Limfòcits T (LT): Intervenen en l'anomenada resposta cel·lular. Dins d'aquest grup, hi ha uns limfòcits supressors (CD8 +) i altres cooperants (helper o CD4 +), essencials en la resposta immune.

S'ha comprovat que hi ha dos subpoblacions de limfòcits T helper (Th), segons el perfil de les substàncies o citoquines que produeixen en activar-se:
a) Els limfòcits Th1 interferó gamma (IFN-g) i interleuquina 2 (IL2).
b) Els limfòcits Th2 interleucines 4, 5 i 13 (IL4, IL5, IL13). La IL4 i la IL13 influirien en la producció final d'immunoglobulina E (IgE) i la IL5 estimularia la proliferació i persistència en els teixits dels eosinòfils.


Quan una persona susceptible s'exposa a un possible al·lergen, aquest és captat per unes cèl lules, anomenades cèl·lules presentadores d'antigen, que el processen i el presenten als limfòcits Th2.
Aquests a la vegada interaccionen amb els limfòcits B que són capaços de produir IgE específica per a aquest al·lergen. Aquesta IgE s'uneix a la superfície d'altres cèl·lules anomenades mastòcits i basòfils.
Quan té lloc un nou contacte amb l'al·lergen, aquest és reconegut per la IgE unida als mastòcits provocant l'alliberament d'una sèrie de substàncies de l'interior de la cèl·lula (histamina, prostaglandines, leucotriens ,...).
Els efectes d'aquestes substàncies sobre els òrgans diana (bronquis, nas, ulls, pell ,...) o sobre tot l'organisme, depenent de la via d'exposició al·lergen, donaran lloc als símptomes de la reacció al·lèrgica.
L'activació paral·lela d'altres cèl·lules com els eosinòfils alliberen altres substàncies que danyen els teixits i els s'inflamen de forma mantinguda. Aquesta inflamació, desencadenada en el seu origen per l'exposició al·lergen, és la característica definitòria de les malalties al·lèrgiques (asma, rinitis, conjuntivitis i dermatitis).

Sistema immunològic

La primera línia defensiva són la pell i les mucoses, quan aquesta és trenca entren en acció les defenses internes que constitueixen el nostre sistema immunitari, que inclou una sèrie de cèl·lules anomenades granulòcits (neutròfils, acidòfils i basòfils) i els agranulòcits (limfòcits i monòcits).
Totes elles tenen diferents papers a representar en la defensa de l'organisme, que primer deu reconèixer les substàncies i cèl·lules que li són pròpies, per tal de destriar les estranyes.
Cadascun de nosaltres tenim els nostres marcadors biològics, que ens venen determinats genèticament, aquets marcadors constitueixen el CMH (Complex Major d'Histocompatibilitat) o sistema HLA (Antigens leucocitàris Humans), situats al cromosoma 6.
Quan al nostre organisme es presenten substàncies estranyes per a ell, antigens, aquest desencadena una resposta i una reacció immunitària, amb la finalitat de evitar els efectes patogènics dels invasors.

Cal destacar, que els antigens són generalment proteïnes o polisacàrids situats a la superficie dels micoorganismes invasors .



Les proteïnes del CMH són sintetitzades al RE on s'uneixen a un fragment d'un antigen proteic, que acabará en l'exterior ancorat a la membrana del macròfag. Així els limfòcits T no poden reconèixer un antigen estrany llevat que siga presentat per una proteïna del CMH.

Anticossos

Es tracta de proteïnes sintetitzades pels limfòcits B, que tenen forma de Y, i contenen quatre cadenes polipeptídiques: dos lleugeres o curtes (L) i dos pesades o llargues(H), que es mantenen unides mitjançant ponts disulfur. En els vertebrats podem trobar cinc classes diferents de cadenes pesades: gamma (δ ), mu (μ ), alfa (α ), delta (δ) i èpsilon (ε ), que caracteritzen les cinc classes d'immunoglobulines presents en ells, IgG, IgM, IgA, AgD i IgE. També trobem dos tipus de cadenes lleugeres, kappa (к) i lambda (λ ), que poden associar-se a qualsevol de les pesades. Cal destacar que qualsevol molècula d’anticòs, conté sempre, dos cadenes lleugeres idèntiques i dos pesades que també ho són.
Si comparem l'estructura primària de les diferents cadenes lleugeres i pesades, podrem observar que ambdues presenten una seqüència variable (VL i VH),respectivament) en l'extrem amino terminal, i en el carboxil terminal, una constants (CL i CH).
1º.- Regions variables, localitzades als extrems dels braços,la variabilitat d'aquestes regions està restringida a tres zones, anomenades regions hipervariables, que es troben separades per zones més o menys constants.
2º.- Regions constants, formen part de la resta dels braços i el peu de la Y. Són les responsables de diferents activitats biològiques dels anticossos.

Quan els anticossos passen a la sang poden realitzar diferents funcions: destruir directament el patògen o adherir-se a la seua superficie i fer-lo més susceptible a la fagocitosi.

El pas a la multicel·lularitat i els receptor d'adhesió.

Com ja sabem les integrines són clau en la regulació de diferents processos cel·lulars,diferenciació, la proliferació, la supervivència, la migració i la invasió.
Així i tot, com hem pogut vore aquest matí en la VII Matinal d'Evolució, el seu estudi en diferents llinatges de cèl·lules eucariotes pot aproximar-nos a l'origen de la multicel·lularitat en els animals (Iñaki Ruiz-Trillo).
Segons el professor Ruiz-Trillo, si emprem el coneixements que tenim en geòmica comparada, i intentem fer un estudi entre els genomes dels animals més basal i els dels unicel·lulars més propers a animals, es troba que molts dels gens que tothom pensava que eren invenció dels animals, podem trobar-los en els seus ancestres unicel·lulars (cadherines, kinases, etc).
Recordem també que les cadherines i la superfamília de les immunoglobulines d’adhesió són els principals grups de receptors d’adhesió cèl·lula-cèl·lula, mentre que les integrines predominen en l’adhesió cèl·lula-matriu.
Per tant com s'ha dit aquest matí els gens involucrats en la multicel·lularitat deuen ser almenys:

1º.- Gens d'adhesió cel·lular.
2º.- Gens de comunicació cel·lular
3º.- Gens de diferenciació cel·lular

Sols així, sembla que serem capaços de esbrinar els mecanismes genètics implicats en l'aparició dels éssers vius multicel·lulars

Activitats Metabolisme i Genètica.

1) En la fotosintesi oxigénica, anomenada així perquè en ella s’allibera oxigen:

 En quina fase s’allibera l’oxigen i com?
 D’on procedeix l’oxígen ? Indica la reacció que ocorre.
 Quina és la causa de que alguns organismes fotosintétics realitzen la fotosintesi anoxigénica? Raona la resposta.

2) Defineix el concepte de fermentació.

 Assenyala les principals diferències entre respiració i fermentació?
 Quins avantatges i inconvenients té cadascun dels dos processos?
 Assenyaleu els substrats, productes i enzims que intervenen el la fementació realitzada pel gènere Saccharomyces.

3) Conteste breument:

 El cianur s’uneix fortament a un dels complexos enzimàtics de la cadena respiratoria i bloqueja el transport d’electrons. Quins efectes produeixen aquests verins sobre el metabolisme cel•lular?. Raona l’elevada toxicitat del cianur.
 Qui és l’acceptor final dels electrons del NADH en les fermentacions làctica i alcohòlica?
 Els llevats poden desenvolupar-se en presència de glucosa, tant aeròbica com anaeròbiament. Explique perquè la velocitat de consum de la glucosa decreix quan els llevats que han estat mantinguts en condicions anaeròbiques són exposats a l’oxigen.

Podeu trobar més preguntes tipo als comentaris.

Metabolisme dels lípids

Els organismes vius obtenen lípids a partir de la dieta,les reserves del teixit adipós i de la síntesi endògena de lípids o lipogénesis.
La dieta conté principalment acilglicèrids, esters de colesterol i fosfolípids. Els àcids grassos més abundants en la dieta són de cadena llarga (major de 12C), saturats i insaturats en grau variable segons el tipus de dieta (incloent els àcids grassos essencials). A causa del creixent augment de les malalties cardiovasculars associades en consum de dieta grassa, els especialistes recomanen disminuir el contingut de lípids de la dieta i augmentar el consum de peixos i mariscs abundants en àcids grassos omega 3.
La utilització dels lípids de la dieta implica la digestió i absorció intestinal per acció de lipases i àcids biliars. Els àcids grassos de cadena curta s'incorporen directament a la sang, mentre que els àcids grassos de cadena llarga s'incorporen com a quilomicrons (QM . Al voltant del 50% dels àcids grassos absorbits es catabolitzen per beta- oxidació mitocondrial i peroxisomal en els animals, mentre que els vegetals realitzen només b-oxidación peroxisomal. El 50% restant s'emmagatzema com a acilglicèrids en el teixit adipós.
Beta-oxidació
Una vegada activats en el citosol els àcids grassos són transportats a la matriu mitocondrial, on són sotmesos a una seqüència de 4 reaccions: deshidrogenació,hidratació , deshidrogenació i ruptura tiolítica a nivell del carboni beta.
Cada cicle de reaccions genera un mol de acetilCoA, NADH i FADH2, productes que seran oxidats en el cicle de Krebs i a la cadena respiratòria per produir ATP.
Els àcids grassos insaturats i de cadena senar requereixen de 2 i 3 reaccions addicionals respectivament, que aquest any no estudiarem.
En els vegetals la b- oxidació té lloc als peroxisomas de les fulles i en els glioxisomas de la llavors en germinació , ja que els mitocondris vegetals no posseeixen enzims de la b- oxidació. Una intima relació entre peroxisomas i mitocondris permet la producció d'ATP a partir dels lípids.
En els glioxisomas, el acetilCoA derivat dels àcids grassos per b- oxidació és transformats en succinato pel cicle del glioxilato. El succinato al seu torn , genera malat via cicle de Krebs per produir glucosa per gluconeogénesi. Es produeix així la formació de glucosa a partir de lípids, procés que no ocorre a organismes animals.
En animals amb dèficit de glucosa (dejuni, diabetis, exercici intens, etc.), la b-oxidació produeix un excés de acetilCoA que ultrapassa la capacitat oxidativa del cicle de Krebs i es transformen en cossos cetónics, els que poden ser eliminats o utilitzats pel cervell , el cor i els músculs. Si la producció de cossos cetónics supera l'eliminació i utilització es produeix cetosi i acidosi, situació que pot ser bastant greu arribant a produir estat de coma i mort.

Als comentaris teniu un balnç energètic.